NASA的Glenn Research Center(格林研究中心或格伦研究中心,GRC),即原刘易斯飞行研究中心(Lewis Flight Propulsion Laboratory)是NASA重要研究机构之一。1999年,为了纪念著名宇航员为了纪念具有传奇色彩的宇航员John Glenn,刘易斯飞行研究中心改名为John H. Glenn Research Center at Lewis Field。这位77岁高龄仍旧重返太空的伟大宇航员于2016年12月8日逝世,享年95岁。
GRC成立于1941年,2016年迎来了75周年庆。GRC主要研究工作范围包括航空航天推进系统、燃料与燃烧、输电、摩擦学、发动机计算流体动力学、高温发动机仪表和太空通信等。该中心还负责设计开发空间站的发电、蓄电及配电系统。总的来说,GRC在航空航天、太空动力、卫星通信领域有它的特长。
尽管工作重点转到航天技术上,但GRC在航空发动机方面的研究也是其职责的一部分,并且做得毫不逊色。可以说,GRC的研究工作自其成立伊始就对美国生产的所有飞机产生了重要影响。这个传统今天还在继续,GRC工程师和科学家仍在从事先进动力技术的研究,特别是结合当前改善全球生态环境的要求,在提高飞机燃油经济性、减小噪声和减少飞机发动机排放造成的污染方面进行更多的研究。
GRC在航空航天领域取得如此重大成就与其对先进的研究设施的投入和建设有着密不可分的关系。GRC在美国俄亥俄州克利夫兰市,拥有的如办公大楼、推进系统研究大楼就有150多座。专用试验设施有火箭试验设施、材料和应力试验设施等。各种超音速风洞、跨音速风洞、高超音速风洞及推进系统试验台50多个。这些设施总共被划分为四个相关部门:航空学研究设施及相关部门;航空航天技术研究设施及相关部门;太空飞行研究设施及相关部门;技术支持设施及相关部门。
GRC的测试设备涵盖航空发动机部件测试、发动机测试、风洞测试、飞行研究测试、微重力测试、航天发动机测试以及电力系统推进测试等航空航天推进的各个领域。
NASA格林研究中心测试装备一览表
2012年,GRC完成了发动机结冰风洞的扩建工程,增加了发动机结冰性能测试的服务;2014年,GRC花费2900万美元新建了一个任务集成研究中心,并计划在未来几年投入2.55亿美元来进行改型升级。下面针对GRC的航空发动机测试装备进行介绍。
Aero-Acoustic Propulsion Laboratory(AAPL)
GRC的航空声学推进试验室(Aero-Acoustic Propulsion Laboratory,AAPL)提供独特的喷嘴和风扇测试台,以评估发动机降噪性能。
主要设备有:
1、喷嘴声学测试台(Nozzle Acoustic Test Rig,NATR)
支持飞机喷嘴声学研究
- 自由喷射声道模拟飞行条件高达0.35马赫
- 高流量喷射出口(HFJER),用于模拟喷嘴压力和温度条件
- 大型远场声学测量领域,用于获取边线和飞越声学数据测量
NATR的麦克风阵列
2、先进噪声控制风扇(Advanced Noise Control Fan,ANCF)
支持风扇声学研究,用于高级噪声控制实验和通用风扇气动声学研究。后侧的蜂窝状屏幕用于在高ANCF试验台内旋转的风扇的入口处产生更均匀的流动。受控测试条件使工程师能够从实验数据中得出更好的结论。
Advanced Noise Control Fan, ANCF
ANCF管道及流量测量示意图
3、小型热喷射声学台(Small Hot Acoustic Jet Rig,SHAJR)
支持喷气噪声基础研究,一体化平台可以经济地评估新型喷嘴的推力性能,声学性能和羽流紊流特性等。
Two-Point Measurement Configuration
虽然AAPL的试验台看起来都很高大上,其实这三个实验台都被布局在下面这个直径40米,高20米,有点儿像爱斯基摩冰屋的建筑中,由于试验需要,该建筑内的地板和天花板上都安装有隔音装置。
AAPL的控制室
AAPL内的隔音地板和穹顶
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